Caracterização dos processos sedimentares em trecho do canal de acesso ao Porto de Santos, por meio de métodos acústicos

Texto

(1)LARISSA FELICIDADE WERKHAUSER DEMARCO. Caracterização dos processos sedimentares em trecho do canal de acesso ao Porto de Santos, por meio de métodos acústicos. Dissertação. apresentada. ao. Instituto. Oceanográfico da Universidade de São Paulo como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciências, Programa de Oceanografia,. área. de. Oceanografia. Geológica. Orientador: Prof. Dr. Michel Michaelovitch de Mahiques. São Paulo 2019.

(2) Catalogação na publicação. Demarco, Larissa Felicidade Werkhauser Caracterização dos processos sedimentares em trecho do canal de acesso ao Porto de Santos, por meio de métodos acústicos / Larissa Felicidade Werkhauser Demarco São Paulo, 2019 103 f. il. Dissertação apresentada ao Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo, como parte dos requisitos para a obtenção do titulo de Mestre em Ciências, Programa de Oceanografia, área de Oceanografia Geológica Orientador: Prof. Dr. Michel Michaelovitch de Mahiques. I. Titulo. II. Mahiques, Michel Michaelovitch de (orientador) 1. Batimetria multifeixe 2. Chirp 3. Estuários 4. Processos sedimentares 5. Perfilagem Sísmica Contínua..

(3) Universidade de São Paulo Instituto Oceanográfico. Caracterização dos processos sedimentares em trecho do canal de acesso ao Porto de Santos por meio de métodos acústicos. LARISSA FELICIDADE WERKHAUSER DEMARCO. Versão corrigida. Dissertação apresentada ao Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo, como parte dos requisitos para a obtenção do titulo de Mestre em Ciências, Programa de Oceanografia, área de Oceanografia Geológica. Julgada em ____/____/_____. ____________________________________. ____________________. Prof. Dr. Michel Michaelovitch de Mahiques. Conceito. ____________________________________. ____________________. Prof. (a) Dr. (a). Conceito. ____________________________________. ____________________. Prof. (a) Dr. (a). Conceito.

(4) AGRADECIMENTOS Por mais que essa dissertação seja um trabalho autoral, o incentivo e a motivação dos amigos foram essenciais para a conclusão dessa etapa... Afinal, já dizia Clarice Lispector “Quem caminha sozinho pode até chegar mais rápido, mas aquele que vai acompanhado, com certeza vai mais longe”. Por isso, eu não poderia deixar de agradecer a: - a minha querida amiga Julinha, por sempre estar disposta a ler as várias versões do texto e sempre contribuir com algo, tanto no assunto do trabalho quanto no assunto da vida! - ao bonitinho, por também me ajudar a concluir mais essa etapa! Obrigada por toda a ajuda e pela motivação! Gratidão pelos empurrões, pontapés e pelo apoio, te amo! - ao meu amado grupo “Troca dilhos” - Marcola, Kacique, Pri, Fifi, Aroldin, Gramani..., se não fosse por vocês eu certamente não teria ido tão longe! Gratidão pelos empurrões, pontapés e pelas piadas! - aos demais amigos do IPT, por sempre me desejarem coisas boas e torcerem por mim! Especialmente ao Fabricio, por me dar todo apoio oficial, extraoficial e emocional (rsrs) durante o processo. - a amiga Mari, mais uma que o IPT me apresentou, por estar sempre com os dois ouvidos dispostos a me ouvir e, por me motivar de alguma forma. - a minha família, em especial a minha mãe e a minha vó, por sempre estarem torcendo por mim. - a minha querida sogrinha, Fernanda, por sempre me motivar e me incentivar a ir adiante, obrigada! - as amigas (Evy, Juh e Mah) de Toledo pelo apoio, mesmo que distante sempre torcendo por mim e, em especial à Mah pela correção do português. - a Edna, colega do IPT, que me auxiliou no árduo trabalho de formatar o texto, obrigada pela ajuda e pelo conhecimento repassado. - a Luciana, colega do IPT, por fazer a revisão final do português, mesmo estando muito atarefada e tendo feito durante o feriado de carnaval!! Gratidão. - a disponibilidade dos meus orientadores (Michel e Laps) em me auxiliar no trabalho ao longo dos dois anos de mestrado. - ao Ivo por no início do trabalho me ajudar com o desenvolvimento do plano de trabalho e pelas palavras de incentivo. - a “O Algo / Alguém” superior, que cuida de nós por aí e que tem me proporcionado cada dia o desenvolvimento do meu quem sou eu!.

(5) RESUMO Sistemas estuarinos são locais de transição entre ambientes marinhos e fluviais, cujas forçantes influenciam a dinâmica e a distribuição das propriedades químicas, biológicas e sedimentares. Aproximadamente 60 % de todas as grandes cidades se desenvolveram ao redor de estuários que, por serem ambientes abrigados, favorecem a navegação e instalação de portos. O objetivo geral do trabalho foi de identificar os processos sedimentares atuantes em um trecho do canal de acesso ao Porto de Santos (Trecho 1 do Porto organizado), compreendendo 12 km de comprimento desde a embocadura da baía de Santos até a entrada no Canal do Porto, utilizando um conjunto de dados de diferentes períodos (entre 2010 e 2016), provenientes de diferentes fontes acústicas, visando contribuir para a melhor compreensão da dinâmica sedimentar do Sistema Estuarino de Santos. Foram utilizados dados obtidos com um duplo chirp (frequências entre 2-8 kHz e 10-20 kHz) e dados de batimetria multifeixe. A metodologia consistiu na comparação de levantamentos batimétricos (executados em diferentes períodos) e de forma complementar foram utilizados os dados obtidos com a fonte acústica chirp. As análises proporcionaram a identificação de indícios de erosão e de assoreamento no Trecho 1 do canal do Porto de Santos. Em alguns locais, foi possível relacionar os padrões de erosão e de assoreamento com a hidrodinâmica local e, assim, sugerir tendências nos processos sedimentares atuantes na área de estudo. Sem dragagem a tendência do Trecho 1 do Porto de Santos é de assoreamento. O Trecho 1 foi divido em 2 setores com comportamento distintos. O setor A (próximo à embocadura do canal) é, naturalmente, mais profundo, o sedimento de fundo não é depositado em grande quantidade nesse local devido à intensidade da velocidade das correntes que ocorrem no setor. Há indícios de instabilidade das encostas no trecho mais estreito do canal, da ocorrência de lama fluida e de gás raso nesse local. O setor B era, naturalmente, mais raso em 1960, período em que o canal passou a ter a sua configuração atual, sugerindo a formação de um delta de maré vazante no setor, onde a velocidade das correntes são mais lentas, quando comparadas com o setor A. Palavras-chave: batimetria multifeixe, chirp, estuários, processos sedimentares, Perfilagem Sísmica Contínua..

(6) ABSTRACT Estuarine systems are sites of transition between marine and fluvial environments, whose forcing influences the dynamics and distribution of chemical, biological and sedimentary properties. Approximately 60% of all large cities have developed around estuaries because they are sheltered environments, allowed the navigation and harbors installation. The objective of the study was to identify the sedimentary processes in a section of Santos Harbor channel, comprising 12 km in length from the mouth of the bay to the entrance in the Port Channel. It was used a data set from different periods (2010-2016), from different acoustic sources, aiming to contribute to a better understanding the sedimentary dynamics in the Santos Estuary System. It was used a double chirp data with frequencies between 2-8 kHz and 10-20 kHz and multibeam bathymetry data. The methodology consisted in the comparison of bathymetric surveys performed in different periods and in a complementary way used the data obtained from a double chirp. The analyzes allowed an identification of erosion and silting in Section 1 of Santos Port Channel. It was possible to relate erosion and silting patterns to local hydrodynamics and to suggest trends in sedimentary processes in the study region. Without dredging, the trend of Section 1 from the Santos Harbor was of silting. The Section 1 it was divided into 2 sectors with different behavior. Sector A is naturally deeper; the sediment is not deposited in large quantities at this location because of the currents velocities that occurring there. In this site there is evidence of instability of the slopes in the channel’s narrowest section, the occurrence of fluid mud and shallow gas. Sector B was naturally shallower in 1960, when the canal became its current configuration, suggesting the formation in this site of an ebb tide delta, where the currents velocities are slower when compared to sector A. Key-words: multibeam, chirp, estuaries, sedimentary processes, Continuous Seismic Profiling..

(7) 7. 1 INTRODUÇÃO Sistemas estuarinos são locais de transição entre ambientes marinhos e fluviais, cujas forçantes influenciam a dinâmica e a distribuição das propriedades químicas, biológicas e sedimentares (PERILLO, 1996). Segundo Miranda, Castro e Kjerfve (2002), aproximadamente, 60 % de todas as grandes cidades se desenvolveram ao redor de estuários que, por serem ambientes abrigados, favorecem a navegação e instalação de portos. Dentro de um sistema estuarino atuam agentes biológicos, químicos e hidrodinâmicos, entre outros. Com relação aos hidrodinâmicos, as principais forças atuantes no sistema são os ventos, as ondas, a maré, as correntes marinhas e o aporte sedimentar (proveniente da deriva litorânea e/ou da descarga fluvial). A relação entre esses agentes proporciona diferentes interações e estados de equilíbrio, de forma a modificar não somente os processos sedimentares mas, também, os processos químicos e biológicos de um sistema estuarino. Segundo Silva e Gomes (2012) alterações da dinâmica sedimentar de um sistema estuarino podem comprometer tanto as atividades econômicas que ocorrem no local quanto os serviços ecossistêmicos proporcionados por esse ambiente (habitat, fonte de alimento e área de proteção de diversos organismos). Os portos são importantes para o desenvolvimento econômico da região onde estão inseridos e para o país. Devido à sua importância são alvos de estudos interdisciplinares tais como: governança portuária (VIEIRA et al., 2014), transporte, manejo e armazenamento de cargas (GOMES; SEREGATI, 2009, PETRAGLIA et al., 2013), logística portuária (HILSDORF; NOGUEIRA NETO, 2015) e gestão ambiental. aplicada. aos. portos. (KITZMANN;. ASMUS,. 2006;. BARROS;. WASSERMAN; LIMA, 2010; KOEHLER; ASMUS, 2010). Dentre os portos brasileiros destaca-se o Porto de Santos, que é considerado o maior porto da América Latina e contribui para o desenvolvimento industrial do Estado de São Paulo e do Brasil. A somatória de suas transações comerciais realizadas com o mercado externo corresponde a 70 % do PIB e 56 % da Balança Comercial Brasileira (HILSDORF; NOGUEIRA NETO, 2015)..

(8) 8. O estudo do Porto de Santos apresenta alta complexidade, pois o mesmo está inserido em um ambiente que contempla um sistema estuarino, um polo industrial e uma cidade turística. Estudar os processos costeiros atuantes na área contribui para o entendimento da dinâmica sedimentar do sistema estuarino, bem como para a verificação da tendência de evolução dos processos sedimentares atuantes ali. De maneira mais específica, essas informações podem auxiliar os gestores em suas tomadas de decisões sobre, por exemplo, a escolha de obras necessárias para a manutenção da estabilidade do canal portuário que, além de apresentarem um alto custo, quando mal planejadas, podem ocasionar impactos ambientais negativos. 1.1 Histórico de estudos na Região Metropolitana da Baixada Santista e no sistema estuarino de Santos Rocha (2003), em sua dissertação fez um resumo do histórico de estudos desenvolvidos na Baixada Santista entre as décadas de 1960 e 1980, destacandose o estudo realizado pelo EPUSP/DAEE sobre o assoreamento da região portuária de Santos e os trabalhos realizados pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) sobre as características sedimentares do canal e da Baía de Santos. Resultados parciais desses trabalhos foram publicados por Fúlfaro e Ponçano (1976), Fúlfaro et al. (1976), Ponçano e Fúlfaro (1976). Os mapas geológicos e geomorfológicos da região também foram elaborados pelo IPT (INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS, 1981a; 1981b) na década de 1980. Suguio e Martin (1978) contribuíram, ainda, com o estudo da geomorfologia da Baixada Santista. Fúlfaro e Ponçano (1976) propuseram um modelo de circulação e sedimentação no estuário e na Baía de Santos. A Baía de Santos foi caracterizada por duas zonas preferenciais de movimentação de sedimentos, separadas por um contato longitudinal. A metade oeste dominada por correntes de maré e a leste por movimentação,. predominantemente,. unidirecional,. resultante. de. correntes,. originalmente fluviais que eram, posteriormente, canalizadas por meio do canal do Porto de Santos. Em estudos posteriores, alguns autores como Harari e Camargo (1998) e Harari, Camargo e Miranda (2001) estudaram a circulação da área costeira de Santos utilizando. modelagem. numérica.. Rocha. (2003),. utilizando. parâmetros.

(9) 9. granulométricos, estimou o transporte residual de sedimentos na baía de Santos. A autora verificou uma tendência de transporte que saía do Canal do Porto em direção ao mar e em direção à área oeste da baía e, também, encontrou algumas diferenças na composição sedimentar da baía de Santos, com relação ao descrito por Fúlfaro e Ponçano (1976). Alguns estudos citam impactos negativos gerados por atividades antrópicas como o “engordamento” artificial da Ponta da Praia (ITALIANI, 2014), as atividades de dragagem (TORRES et al., 2009), a contaminação da área por metais pesados (FUKUMOTO, 2007) e, estudos sobre as modificações causadas pela elevação do nível do mar na dinâmica (FIEDLER, 2015) e na região estuarina como inundações costeiras, alterações na linha de costa, erosão costeira (ALFREDINI; ARASAKI; AMARAL, 2008; ALFREDINI et al., 2013; ALFREDINI et al., 2014). 1.2 Importância dos estuários e agentes hidrodinâmicos atuantes Cada agente hidrodinâmico citado anteriormente é responsável por compor a dinâmica sedimentar de um estuário. A maré é responsável pelas vazões sólidas e líquidas, de origem marinha, (transporte bidirecional) que adentram ao sistema estuarino. Modificações do canal de navegação, como as atividades de dragagem, podem alterar a propagação da maré no local e, assim, modificar as vazões “naturais” do sistema, ocasionando, por sua vez, modificações na morfologia do canal ou até mesmo criando uma nova morfologia de fundo (ROSMAN; NEVES FILHO; MELLO, 1992). Além da vazão sólida atribuída à propagação da maré, também deve ser considerado o aporte sedimentar resultante dos processos litorâneos. O transporte litorâneo ocorre ao longo da praia e passa pela entrada do canal estuarino, sendo influenciado pelo regime de ondas predominantes na área costeira. Modificações estruturais e o aporte fluvial podem alterar a quantidade de sedimento que passa pela embocadura do canal e, com isso, o balanço sedimentar da região pode ser modificado (ROSMAN; NEVES FILHO; MELLO, 1992). Durante o cálculo de determinadas obras costeiras, a viabilidade da instalação deveria atender a relação entre a propagação da maré e o transporte litorâneo, relações descritas por Bruun e Gerritsen (1962) e Bruun (1978). Também deveria ser.

(10) 10. considerado o tempo necessário para um canal dragado retornar às condições naturais ou qual seria o novo ajuste da morfologia adquirido por esse. O balanço sedimentar do sistema estuarino também é sensível às alterações causadas por eventos extremos, como grande volume de chuvas que alteram a descarga fluvial e, ressacas causadas por eventos de tempestade. 1.3 Importância da utilização de métodos acústicos em regiões estuarinas Uma das ciências que pode auxiliar no entendimento do contexto de modificação dos processos costeiros atuantes em ambientes estuarinos é a geofísica, por ser uma ciência que estuda as propriedades físicas da Terra de maneira indireta. Existem diversos métodos geofísicos de investigação: elétricos, gravimétricos, magnetométricos e acústicos. Alguns deles contribuem, diretamente, para a melhor compreensão da dinâmica sedimentar. A partir dos produtos obtidos da aplicação de métodos geofísicos, é possível inferir sobre os processos costeiros, pretéritos e atuais e, assim, compreender a influência desses no remodelamento de zonas costeiras. Dentre os métodos acústicos aplicáveis em estudos de áreas submersas destacam-se a batimetria, a sonografia e a perfilagem sísmica contínua (PSC). A batimetria utiliza as propriedades relativas à propagação das ondas acústicas na água, em especial, da velocidade de propagação do som para medir a espessura da coluna de água. Técnicas de levantamentos batimétricos são empregadas nas ciências marinhas desde o início do século XIX. Os instrumentos denominados monofeixes são aqueles que coletam dados da espessura da coluna d’água em uma sequência de pontos na superfície de fundo na posição vertical, diretamente, abaixo do transdutor, enquanto que aqueles denominados multifeixes e multifases (ilustrado na Figura 1) que permitem a coleta de dados em uma larga faixa transversal à rota de navegação, possibilitando cobrir uma faixa da superfície de fundo, à medida que a embarcação se desloca (SOUZA, 2006). A partir de levantamentos batimétricos é possível estudar a lama fluida (CARNEIRO et al. 2017) e auxiliar na determinação da profundidade náutica em portos; verificar a profundidade após dragagens em canais de acesso aos mesmos,.

(11) 11. estimar taxas de assoreamento e de erosão em determinadas áreas costeiras se comparando os dados obtidos em diferentes períodos. Figura 1 – exemplo de mapa batimétrico construído a partir de dados de um ecobatímetro multifase, com cobertura de 100 % da superfície de fundo. Parte do reservatório Taiaçupeba, em Suzano, SP; à direita, a escala (espessura da coluna d´água em metros).. Fonte: Souza et al. (2016). Outro exemplo de método acústico que tem importância no estudo de ambientes submersos é a Perfilagem Sísmica Contínua (PSC), que se baseia no princípio físico de reflexão das ondas acústicas, emitidas por uma fonte repetitiva de sinais acústicos que se propagam na água e penetram no substrato. Quando da ocorrência de contrastes de velocidade de propagação e de densidade, ou seja, contrastes de impedância acústica entre dois estratos, parte da energia das frentes de onda é refletida na interface deles (definindo os chamados refletores) e retorna à superfície onde é captada pelos sensores denominados de hidrofones (SOUZA, 2006; SOUZA et al., 2016). A PSC possibilita a determinação da profundidade do embasamento rochoso, a delimitação da arquitetura de pacotes e estratos sedimentares, conforme ilustrados na Figura 2, informações que auxiliam os estudos de dinâmica costeira (PAOLO; MAHIQUES, 2008), distribuição de gás raso em regiões estuarinas (LAFFERTY; QUINN; BREEN, 2006; FELIX, 2012; WESCHENFELDER et al., 2016) e a busca de jazidas de areia para a regeneração de praias..

(12) 12. A PSC, em conjunto com levantamentos batimétricos, contribui também com os estudos sobre lama fluida em portos (CARNEIRO et al., 2017) e, na construção civil, auxilia em projetos de quebra-mares, dutos, pontes e túneis. Os produtos da PSC são. utilizados. em. pesquisas. estratigráficas. (D’AGOSTINI. et. al.,. 2011;. FRIEDERICHS et al., 2013), uma vez que a interpretação dos registros contribui para o melhor entendimento dos eventos que ocorreram em diferentes períodos de oscilação do nível do mar ou em períodos mais recentes. Figura 2 – exemplo de perfil sísmico obtido com uma fonte de alta resolução do tipo chirp mostrando as camadas sedimentares subsuperficiais (de até 5 m de espessura) do fundo do canal de São Sebastião, em São Paulo. À esquerda, registro original de campo; à direita, registro sísmico interpretado; em azul, o fundo do canal; em vermelho, o contorno do topo do embasamento rochoso.. Fonte: Souza et al. (2016). Andrade et al. (2004) e Quinn e Boland (2010) com uma metodologia semelhante àquela que será aplicada neste trabalho, estudaram os processos sedimentares em suas áreas de estudo (Colômbia e Irlanda, respectivamente). Andrade et al. (2004), analisaram alterações na profundidade de uma região da baía de Cartagena utilizando dados de levantamentos batimétricos realizados nos anos de 1935, 1987 e 2004. Os resultados mostraram que a distribuição dos sedimentos na parte interna da baía deve-se a duas estruturas antrópicas e que o delta da região avançou mais de um quilômetro para norte comprometendo, assim, a profundidade do canal de navegação em locais específicos da baía de Cartagena..

(13) 13. No trabalho de Quinn e Boland (2010), além da comparação de levantamentos batimétricos (monofeixe e multifeixe), foi utilizado um sonar de varredura lateral. Nesse estudo os autores demonstraram a eficiência da comparação de dados oriundos de diferentes períodos de levantamentos batimétricos em estudos de monitoramento de ajustes morfológicos em locais com naufrágios, na costa leste da Irlanda. Os trabalhos desses autores indicam que os métodos acústicos auxiliam na descrição e no entendimento dos processos sedimentares atuantes na região costeira possibilitando, a partir de um conjunto de dados adquiridos em diferentes períodos, tecer considerações sobre o balanço sedimentar de uma determinada área. Os produtos obtidos com o emprego dos métodos acústicos tornam possível a estimativa das taxas de erosão ou de assoreamento e, a partir disso, verificar-se a existência, ou não, de alguma tendência nos processos sedimentares atuantes na área em questão..

(14) 14. 2 OBJETIVO GERAL O objetivo geral do trabalho é identificar os processos sedimentares atuantes em um trecho do canal de acesso ao Porto de Santos de aproximadamente 12 km de comprimento desde a embocadura da baía até a entrada no Canal do Porto, utilizando um conjunto de dados de diferentes períodos (entre 2010 e 2016), provenientes da aplicação de diferentes métodos acústicos, visando contribuir para a melhor compreensão da dinâmica sedimentar do Sistema Estuarino de Santos. 2.1 Objetivos específicos . Identificar as áreas com tendências de processos de erosão e de assoreamento no trecho em destaque;. . relacionar os padrões de erosão e assoreamento à hidrodinâmica local;. . verificar tendências erosivas e de assoreamento nos processos sedimentares atuantes na área de estudo..

(15) 15. 3 ÁREA DE ESTUDO A área de estudo faz parte da Região Metropolitana da Baixada Santista (RMBS) sendo caracterizada por intensa urbanização, por receber elevado número de turistas, por ser uma região de elevada industrialização, devido ao polo industrial de Cubatão e ao crescimento do Porto de Santos. O Porto de Santos, considerado o maior porto da América Latina em quantidade de transporte de carga, está compreendido em uma porção do Sistema Estuarino de Santos. O Porto de Santos é setorizado em trechos, conforme indicado na Figura 3, sendo o Trecho 1 o correspondente à área de estudo deste trabalho. O Sistema Estuarino de Santos está limitado a leste pelo Oceano Atlântico e a oeste pela Serra do Mar. O canal de acesso ao Porto de Santos possui uma extensão de aproximadamente 26 km, entre os trechos 1 e 4, com largura variável entre 200 m, nos locais mais estreitos e, cerca de, 600 m próximo ao terminal de contêineres (COMPANHIA DOCAS DO ESTADO DE SÃO PAULO 2017a; 2017b). No trecho em estudo a cota batimétrica de 15 m é mantida por meio de dragagens..

(16) 17. Figura 3 – Localização do canal de acesso ao Porto de Santos. Em verde a área correspondente ao Trecho 1, local de realização do estudo.. Fonte: elaborado pela autora.

(17) 18 3.1 Geologia e geomorfologia na área de estudo O mapa geológico da Bacia Hidrográfica da Baixada Santista foi elaborado com base no mapa geológico do Estado de São Paulo, elaborado pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, em 1981. Dois grupos compõem o substrato geológico: as rochas do embasamento, granitos, granodioritos e migmatitos, cujas idades datam do Pré-Cambriano ao início do Paleozóico, e as coberturas cenozoicas (INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS, 1981a). Com relação à geomorfologia, existem duas unidades: as escarpas da serra do Mar e a planície costeira. A região é geomorfologicamente heterogênea contendo planícies costeiras, mangues, terraços marinhos, entre outras unidades (INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS, 1981b). Segundo Roversi, Rosman e Harari (2016), o Sistema Estuarino de Santos apresenta uma configuração morfológica complexa, com múltiplas cabeceiras, extensas áreas alagáveis com formação de manguezais e bancos de lama e diferentes ligações com o oceano adjacente. Os autores citam que o sistema hidrográfico pode ser subdividido em três estuários e uma baía: o Estuário do Canal de Bertioga, com extremidades entre os municípios de Guarujá e Bertioga, separando a Ilha de Santo Amaro do continente; o Estuário do Canal do Porto de Santos e o Estuário de São Vicente, os dois últimos com suas embocaduras na Baía de Santos, no entorno da Ilha de São Vicente. A Figura 4 mostra o sistema estuarino de Santos e seus subsistemas hidrográficos..

(18) 19 Figura 4 – Sistema Estuarino de Santos e seus subsistemas hidrográficos.. Fonte: Extraído de Roversi, Rosman e Harari (2016). A região se constitui em um ambiente frágil por apresentar lençol freático pouco profundo e estar sujeita a inundações periódicas (COMITÊ DA BACIA HIDROGRÁFICA DA BAIXADA SANTISTA, 2000). Entre a década de 1980 e o período atual, as mudanças que aconteceram e impactaram a região foram ocasionadas por intensos processos de urbanização e industrialização (polo industrial de Cubatão e crescimento do Porto de Santos), que levaram à ocupação e à degradação das planícies costeiras, áreas de proteção permanente, zonas intermarés, entre outros tipos de ambientes. Na área do Estuário do Porto de Santos, os sedimentos de fundo são compostos, principalmente, por uma camada espessa de sedimentos finos não consolidados (silte e argila) com uma pequena porção de areia (TORRES et al., 2009). Rocha (2003) indicou que a porção oeste da baía de Santos tem predomínio arenoso e lamoso e, na porção leste, os sedimentos finos estão confinados na desembocadura do canal do Porto..

(19) 20 3.2 Agentes hidrodinâmicos atuantes na área de estudo Segundo Roversi, Rosman e Harari (2016) o sistema faz parte da Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) da Baixada Santista (UGRHI 07), composta por vinte e uma sub-bacias hidrográficas e possui uma área de drenagem de, aproximadamente, 2.788,82 km2. Das 21 sub-bacias que compõe a UGRHI 7, 12 contribuem com vazões líquidas para o sistema, totalizando uma vazão de 54 m³/s, em condições típicas de verão e, de 13 m³/s, em condições de estiagem. A chuva nas cabeceiras das bacias de drenagem pode disponibilizar mais sedimento para o estuário. O gráfico da Figura 5 indica a chuva total mensal entre os anos de 2012 e 2016 para a área da ponta da Praia. Por estar orientada para sul, a baía de Santos está exposta à ação de ondas geradas pelos sistemas frontais, oriundas do quadrante sul e, em relação à sua posição latitudinal, esta região sofre influência de ventos vindos dos sistemas tropicais e dos sistemas polares (FARINNACCIO; CAZOLLIGOYA; TESSLER, 2009). Segundo Farinnaccio, Cazolli-Goya e Tessler (2009) devido a essas características climáticas e à ausência de expressivas bacias de drenagem o regime pluvial apresenta grande importância em relação ao transporte de água continental e de sedimentos para o oceano. Segundo Tessler et al. (2006), a orientação do litoral paulista (NNE-SSO), junto com a predominância de ondas de NE-E, resultam no predomínio de correntes litorâneas com sentido sudoeste. Em condições onde há o predomínio de ciclogênese ligada aos Anticiclones Polares Migratórios (APM), com ondas provenientes de S-SE, a deriva passa a se propagar para nordeste..

(20) 21. Figura 5 - Chuva total (mm/mês) para o período em análise. Os gráficos em vermelho indicam os meses considerados na análise batimétrica do trabalho, os em amarelo os meses em que ocorreram atividades de dragagem.. Chuva total por mês no período analisado (mm / mês) 500 450 400 350 300 250 200 150. 100 50 0. Fonte: Estação Ponta da Praia (02346642) 23°58'51.60''S; 46°18'0.00''O. Sistema Nacional de Informações Sobre Recursos Hídricos (2019).

(21) 22 Rocha (2003), utilizando parâmetros granulométricos, estimou o transporte residual de sedimentos na baía de Santos. Foi verificada uma tendência de transporte partindo do Canal do Porto em direção ao mar aberto e em direção à porção oeste da baía. Rocha (2003) constatou correlação entre o transporte residual de sedimentos na baía de Santos com o modelo de circulação de água para a mesma região. Há uma tendência de transporte de leste para oeste a partir do canal do Porto e há uma grande zona de deposição na porção centro-oeste, onde ocorre confluência entre o transporte residual de sedimento oriundos dos canais de São Vicente e do Porto. O transporte L-O, na embocadura da baía de Santos, está, provavelmente, relacionado com as correntes de fundo que possuem mesma direção, já que a área tem predomínio de areias que são transportadas por tração junto ao fundo (ROCHA, 2003). O regime de marés é do tipo micromareal misto, com predominância semidiurna (ROVERSI, 2012). Segundo Harari e Camargo (1998), os padrões de correntes de verão e de inverno gerados pelo vento são semelhantes, de modo que a maré representa a principal condicionante da circulação dentro do sistema estuarino. Os autores também propuseram que as correntes de vazantes possuem predomínio na área. Carneiro et al. (2014) estimou velocidade de correntes da ordem de 0,25 e 0,3 m/s no Estuário de Santos, com valores máximos observados no canal do Porto de Santos. Os autores também estimaram, a partir de modelagem numérica, que as velocidades das correntes de maré são maiores na sizígia quando comparando com os valores obtidos em quadratura, com máximos de 0,2 e 0,05; respectivamente. Um exemplo de estudo referente às alterações na dinâmica sedimentar no canal do Porto de Santos é apresentado por DHI (2008) que discuti alguns resultados do Estudo de Impacto Ambiental (EIA) referente à atividade da dragagem do Canal do Porto de Santos. No estudo, foram realizadas modelagens hidrodinâmica e de transporte de sedimentos finos, que objetivaram avaliar o impacto do aprofundamento na entrada do canal sobre a hidrodinâmica local. Algumas das conclusões desse trabalho incluem o aumento do aporte sedimentar em direção ao estuário, o assoreamento em taxas mais rápidas do canal de acesso e o aumento das condições para a deposição de sedimentos finos..

(22) 23 4 MATERIAIS E MÉTODOS O conjunto de dados necessários para a realização deste estudo foi disponibilizado pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) e pelo Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo (IOUSP). Foram utilizados dados obtidos de levantamentos batimétricos multifeixes e dados proveniente de uma fonte acústica do tipo duplo chirp com frequências entre 2 kHz e 8 kHz e, 10 kHz e 20 kHz. Os dados de batimetria multifeixe foram disponibilizados para o IO-USP pela CODEPSP no formato “.xyz”, já contendo as correções da variação da maré e do perfil da velocidade do som na coluna d’água. Foram cedidos os arquivos contendo a batimetria multifeixe, que compreendem o período de 2012 até 2016, a área de localização dos dados batimétricos, que compreende o Trecho 1 (área verde) da Figura 3. A Figura 6 indica a localização dos perfis lineares de dados de Perfilagem Sísmica Contínua (PSC) utilizados nesse trabalho. Os dados foram adquiridos entre os anos de 2010 e 2014 (INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS DO ESTADO DE SÃO PAULO, 2010; 2012). Os dados de PSC do tipo chirp foram processados e interpretados em software específico denominado MDPS (Marine Data Processing System - Meridata®). O processamento básico consiste no ajuste de ganhos (TVG, AGC, entre outros) e aplicação de filtros. Em um trecho específico da área de estudo, localizada entre a Fortaleza de Santa Cruz (Guarujá) e a Ponta da Praia (Santos), foram utilizados os dados de Sonar de Varredura Lateral, adquiridos no ano de 2011, para complementar a discussão dos resultados. A metodologia utilizada neste estudo foi semelhante àquela descrita por Andrade et al. (2004) e Quinn e Boland (2010) que utilizaram o procedimento de comparação de levantamentos batimétricos, executados em diferentes períodos, para tecer considerações sobre as alterações nos processos sedimentares em suas áreas de estudo (Colômbia e Irlanda, respectivamente). A Figura 7 mostra o fluxograma contendo as etapas de desenvolvimento da metodologia aplicada na pesquisa..

(23) 24. Figura 6 - Localização dos dados de perfilagem sísmica contínua disponibilizados para execução desta pesquisa.. Fonte: elaborado pela autora.

(24) 25 Figura 7– Fluxograma da metodologia proposta para o desenvolvimento do estudo.. Fonte: elaborado pela autora. A escolha dos arquivos batimétricos, adequados ao desenvolvimento desse estudo, foi feita com base nos meses em que não ocorreram dragagens no Trecho 1 do canal de acesso ao Porto de Santos. Para isso, foi necessária a compilação dos períodos e da quantidade de material sedimentar dragado no referido trecho. Esses dados foram obtidos nos documentos disponibilizados pelo Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais (IBAMA) (TETRA TECH, 2015). O Quadro 1 resume os dados utilizados no desenvolvimento do trabalho: batimetria multifeixe, Perfilagem Sísmica Contínua (chirp) e volume de material sedimentar dragado no Trecho 1. No período de desenvolvimento do trabalho, entre fevereiro de 2012 e outubro de 2016, ocorreram atividades de dragagem do tipo “manutenção” no Trecho 1 do canal de acesso ao Porto de Santos. A partir da leitura dos relatórios disponibilizados pelo IBAMA não é possível identificar de qual pedaço do Trecho 1 o material sedimentar foi dragado. Até 2018 (período que esse trabalho foi desenvolvido) a área de despejo do material dragado no canal de acesso ao Porto está indicada na Figura 7..

(25) 26 Quadro 1 – meses correspondentes aos dados, provenientes de diversas fontes, utilizados no trabalho: batimetria – azul (batimetria), chirp – vermelho (chirp), dragagem – verde (dragagem), chuva – cinza (cinza), sonar de varredura lateral (sonar) – marrom. 2010. 2011. 2012. 2013. jan. 2014. 2015. 2016. x. x. x. x. x. x. x. fev. x. x. x. x. x. x. x. x. x. mar. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. abril x. maio jun jul. x. x. ago set. x. x. x. out. x. x. x. nov. x. x x. dez 2010. 2011. x. 2012. 2013. x x. x x. x. x. x. x x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. x. 2014. 2015. Figura 8 – Área de despejo do material dragado no canal de acesso ao porto de Santos.. Fonte: extraído de TETRA TECH, 2015. x x. 2016.

(26) 27 Durante o processo de análise dos dados ocorreu à exclusão dos pontos que apresentaram valores anômalos de profundidade e foram gerados histogramas para análise da frequência de distribuição das cotas na área de estudo (Trecho 1 da Figura 3). A etapa seguinte consistiu na interpolação das cotas dos arquivos selecionados. A partir da espacialização dos dados, foram definidos os limites e a resolução para a interpolação. Mediu-se o espaçamento entre os pontos cotados e, com base nesse procedimento, decidiu-se pela resolução espacial de 10 m. O software utilizado foi o Surfer (versão 9.0) e o método de interpolação foi o “Vizinho Natural”, pois esse algoritmo não extrapola contornos além da área de localização dos dados. Esse algoritmo utiliza uma média ponderada das observações vizinhas, em que os pesos são proporcionais à área adjacente (SIBSON, 1980; 1981; WATSON, 1994). Os arquivos interpolados são denominados grids e foram utilizados de duas formas: a) traçar os perfis batimétricos transversais e gerar os mapas mensais da profundidade da área de estudo e; b) realizar as operações matemáticas entre os grids. Por serem etapas distintas os grids foram duplicados, ou seja, foram definidos dois grids para um mesmo mês. Na etapa a), os grids tiveram seus valores de profundidade multiplicados por “-1”, a profundidade passou a ser negativa para esses arquivos. Após esse procedimento, foram traçados os perfis batimétricos transversais e plotados os mapas mensais de profundidade da área. Por sobre os grids mensais, cujas profundidades são negativas, foram traçados perfis batimétricos transversais com a finalidade de comparar as variações dos dados batimétricos ao longo dos meses (entre fevereiro de 2012 e outubro de 2016) e de compará-los com perfis obtidos com a técnica geofísica de Perfilagem Sísmica Contínua. Na etapa b), os grids positivos foram utilizados nas operações matemáticas que consistiu no cálculo das diferenças intra-anual e interanual na área de estudo. Para isso, calculou-se a diferença (em metros) entre as duas superfícies batimétricas (entre dois “grids”) e a diferença de volume entre as mesmas duas superfícies (entre os mesmos dois “grids”). Nos cálculos diferenças positivas indicam processos de assoreamento e diferenças negativas indicam processos de erosão. Os resultados foram apresentados na forma de mapas. Nesses mapas foi plotada a diferença batimétrica calculada entre dois grids, descritos o volume calculado entre as mesmas superfícies batimétricas e o volume de material sedimentar dragado no período analisado..

(27) 28 5 RESULTADOS A evolução da morfologia de fundo no Trecho 1 do canal do Porto de Santos pode ser observada nos mapas elaborados a partir dos grids batimétricos. Entre as Figuras 9 a 22 está ilustrada a variação da morfologia de fundo, do Trecho 1 do canal do Porto de Santos, no período de fevereiro de 2012 a outubro de 2016. O Quadro 2 indica os meses utilizados para essa análise e para as operações matemáticas de cálculo de volumes. Maiores alterações na topografia do fundo foram observadas na porção estreita do canal, entre a Fortaleza de Santa Cruz (Guarujá) e a Ponta da Praia (Santos). Os períodos e a quantidade de material dragado no Trecho 1 do Porto de Santos, foram compilados e resumidos na. Tabela 1. A Tabela 2 indica os. valores obtidos no cálculo do volume entre os grids dos meses selecionados. No estabelecimento da metodologia, optou-se por se comparar grids batimétricos entre meses que não ocorreram atividades de dragagem. Para as análises realizadas assumiu-se que a quantidade dragada entre setembro de 2011 e novembro de 2012 corresponde ao volume dragado no ano de 2012. Para definição da variação natural do sistema são necessários dados em períodos sem influência de dragagem. No Trecho 1 do Porto de Santos esses dados são provenientes do ano de 2013. Quadro 2 - Meses que ocorrem levantamentos batimétricos que foram utilizados na metodologia do trabalho.. Meses nos quais foram realizados levantamentos batimétricos 2012_fev. 2013_maio. 2012_mar. 2013_jun. 2012_dez. 2013_set. 2013_jan. 2014_maio. 2013_fev. 2014_out. 2013_mar. 2015_maio. 2013_abril. 2016_out.

(28) 29. Figura 9 – Dados batimétricos de Fevereiro de 2012.. Figura 10 - Dados batimétricos de Março de 2012.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(29) 30. Figura 11 - Dados batimétricos de Dezembro de 2012.. Figura 12 - Dados batimétricos de Janeiro de 2013.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(30) 31. Figura 13 - Dados batimétricos de Fevereiro de 2013.. Figura 14 - Dados batimétricos de Março de 2013.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(31) 32. Figura 15 - Dados batimétricos de Abril de 2013.. Figura 16 - Dados batimétricos de Maio de 2013.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(32) 33. Figura 17 - Dados batimétricos de Junho de 2013.. Figura 18 - Dados batimétricos de Setembro de 2013.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(33) 34. Figura 19 - Dados batimétricos de Maio de 2014.. Figura 20 - Dados batimétricos de Outubro de 2014.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(34) 35. Figura 21 - Dados batimétricos de Maio de 2015.. Figura 22 - Dados batimétricos de Outubro de 2016.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(35) 36 Tabela 1 - Compilação do material dragado no Trecho 1 do Porto de Santos.. Período da dragagem nov/12 Total set-nov/2011 mais abril-nov/2012 jan-abril/2014 set/14 Total jan-set/2014 jun/15 jul/15 ago/15 out/15 Total jun-out/2015 fev/16 mar/16 nov/16 dez/16 Total jan-dez/2016 TOTAL set/2011-dez/2016. Volume dragado (m3) 789.158,00 1.807.964,40 943.864,38 504.242,30 1.448.106,68 587.897,14 270.297,54 337.212,46 277.054,98 1.472.462,12 801.117,00 454.313,11 478.325,21 41.473,28 1.775.228,60 6.503.761,80. Fonte: elaborado pela autora Tabela 2 - Volume calculado entre os grids selecionados.. Período analisado Out/2016 e fev/2012 Out/2016 e maio/2015 Maio/2015 e maio/2014 Out/2014 e maio/2014 Maio/2014 e fev/2012 Set/2013 e fev/2012 Maio/2013 e fev/2012 Fev2013 e fev/2012 Out/2016 e maio/2014 Out/2014 e fev/2012 Dez/2012 e fev/2012 Fonte: elaborado pela autora. Cálculo da diferença de volume entre os grids analisados (m3) -466.395,41 -1.528.623,93 1.964.406,96 277.018,21 -905.209,63 930.892,27 -358.165,95 -420.727,28 451.339,16 -630.595,82 -598.970,45.

(36) 37 5.1 5.2 Análise do período sem dragagem no Trecho 1 Durante o ano de 2013 o Trecho 1 sofreu influência do aporte sedimentar que é proveniente dos rios, da deriva litorânea, das correntes de maré e de outras ações antrópicas, como a dragagem em outros trechos do porto. Na Figura 23 encontra-se a variação dos volumes (m3) calculados entre grids batimétricos. Nesse gráfico, as setas vermelhas indicam a tendência de erosão e as setas verdes indicam a tendência de assoreamento. Mapas de assoreamento e de erosão foram elaborados entre diferentes meses do ano de 2013 para avaliar tendências intra-anuais. Entre as Figuras 24 a 30 estão indicadas as variações dos dados batimétricos e dos volumes calculados entre grids durante o período entre dezembro de 2012 e setembro de 2013. Os mapas apresentados e o gráfico da Figura 23 indicam que a tendência geral no Trecho 1 é de assoreamento. Porém, entre fevereiro-março e abril-junho há indícios de erosão. Figura 23 - Gráfico ilustrando a diferença do volume calculado entre grids dos mapas batimétricos. As setas vermelhas indicam tendência de erosão e as verdes de assoreamento. A cor vermelha das colunas indica o volume erodido entre dois grids e a cor verde indica o volume assoreado entre dois grids. Variações dos volumes calculados entre grids (m3) ao longo de 2013 1.500.000. 1.000.000. 500.000. 0. -500.000. -1.000.000. -1.500.000. Fonte: elaborado pela autora.

(37) 38. Figura 24 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de janeiro de 2013 e dezembro de 2012. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Figura 25 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de fevereiro de 2013 e janeiro de 2013. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(38) 38. Figura 26 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de março de 2013 e fevereiro de 2013. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Figura 27 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de abril de 2013 e março de 2013. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(39) 39. Figura 28 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de maio de 2013 e abril de 2013. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Figura 29 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de junho de 2013 e maio de 2013. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(40) 41 Figura 30 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de setembro de 2013 e junho de 2013. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Fonte: elaborado pela autora.

(41) 42 5.3. Análise entre grids no período entre set/2011 e set/2013, considerando o volume dragado entre set/2011 e nov/2012 Aproximadamente, 1.807.960 m3 de material sedimentar foi dragado. entre setembro de 2011 e novembro de 2012 no Trecho 1 do canal do Porto de Santos. A diferença de volume (m3) entre os levantamentos batimétricos de diferentes períodos, entre fevereiro de 2012 e setembro de 2013, pode ser observada no gráfico da Figura 31 e na Tabela 3. Indica-se que. há. uma. tendência. de. assoreamento. no. período. analisado,. compreendido entre setembro de 2013 e fevereiro de 2012. Os mapas das Figuras 32 a 35 também indicam processos de assoreamento em diferentes locais do Trecho 1. Infere-se que, provavelmente, existam locais com indicativos de erosão na porção estreita do canal, entre a área da Fortaleza da Santa Cruz (Guarujá) e o promontório próximo à Ponta da Praia (Santos). Tabela 3 – Volume calculado entre grids no período de entre fevereiro de 2012 e setembro de 2013 e o volume dragado entre setembro de 2011 e novembro de 2012.. Período utilizado no. Volume. Período. Volume. cálculo do volume. calculado (m3). dragado. dragado (m3). Dez/2012-fev/2012. -598.970,45. set/2011nov/2012. Fev/2013-fev/2012. -420.727,28. Maio/2013-fev/2012. -358.165,95. Set/2013-fev/2012 Fonte: elaborado pela autora. 930.892,27. 1.807.964,40.

(42) 43 Figura 31 - Gráfico ilustrando a diferença do volume calculado entre grids no período de fevereiro/2012 a setembro/2013 e a quantidade de volume de sedimento dragado (em azul) entre setembro/2011 e novembro/2012. A cor vermelha das colunas indica o volume erodido entre dois grids e a cor verde indica o volume assoreado entre dois grids. A seta verde indica a tendência de assoreamento do Trecho 1 do canal do Porto de Santos, no período analisado.. Variações dos volumes calculados entre os grids (m3) e o volume dragado (m3) no período set/2011-nov/2011 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 0 -500.000 -1.000.000. Fonte: elaborado pela autora.

(43) 44. Figura 32 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de dezembro de 2012 e fevereiro de 2012. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Figura 33 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de fevereiro de 2013 e fevereiro de 2012. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(44) 45. Figura 34 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de maio de 2013 e fevereiro de 2012. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Figura 35 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de setembro de 2013 e fevereiro de 2012. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(45) 46 5.4 Análise entre grids entre maio/2014 e maio/2015, considerando o volume de material sedimentar dragado em setembro de 2014 Aproximadamente, 504.242,30 m3 de material sedimentar foi dragado entre maio de 2014 e maio de 2015 no Trecho 1 do canal do Porto de Santos. O gráfico da Figura 36 e a Tabela 4 indicam a diferença de volume (m3) calculado entre os grids de diferentes períodos. Observou-se uma tendência de assoreamento do trecho nesse período. Entre maio de 2014 e maio de 2015 o trecho foi dragado apenas em setembro de 2014. No ano de 2015 a dragagem foi retomada em junho, com o menor volume dragado no período entre maio/2014 e maio/2015, o canal apresenta tendência de assoreamento. Os mapas indicados pelas Figuras 37 e 38 também possibilitam essa interpretação. Tabela 4 – Volume calculado entre grids no período entre maio de 2014 e maio de 2015 e o volume de material sedimentar dragado em setembro de 2014.. Período utilizado no. Volume. Período da. Volume. cálculo do volume. calculado (m3). dragagem. dragado (m3). Out/2014-maio/2014 Maio/2015-maio/2014 Fonte: elaborado pela autora. 277.018,21 1.964.406,96. Set/14. 504.242,30.

(46) 47 Figura 36 - Diferença do volume calculado entre grids no período entre maio/2014 e maio/2015 e o volume sedimentar dragado (em azul) em setembro/2014. A cor verde das colunas indica o volume assoreado entre dois grids. A seta verde indica a tendência de assoreamento do Trecho 1 do canal do Porto de Santos.. Variações dos volumes calculados (m3) entre grids e o volume sedimentar dragado (m3) em setembro de 2014 2.500.000. 2.000.000. 1.500.000. 1.000.000. 500.000. 0 out2014-maio2014. Fonte: elaborado pela autora. maio2015-maio2014. set/14.

(47) 48. Figura 37 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de maio de 2015 e maio de 2014. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Figura 38 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de outubro de 2014 e maio de 2014. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(48) 49 5.5 Análise dos grids entre maio de 2015 e outubro de 2016, considerando o volume dragado entre junho-outubro de 2015 e fevereiro-março de 2016 Aproximadamente, 2.727.892 m3 de material sedimentar foi dragado entre junho de 2015 e março de 2016 no Trecho 1. A Figura 39 e a Tabela 5 contém a diferença do volume (m3) calculado entre os grids de diferentes meses. Indica-se, com o auxílio da Figura 40, indícios de erosão no trecho analisado, o que condiz com a comparação dos volumes calculados. Durante esse período foi dragada uma quantidade de sedimento superior (5,5 vezes maior quando comparada ao período anterior, entre maio/2014 e maio/2015) às quantidades dragadas em outros períodos, de modo que a quantidade removida de sedimento foi maior que aquela que o sistema poderia repor naturalmente. Figura 39 – Em vermelho, a diferença de volume calculado entre outubro/2016 e maio/2015. Em azul, a quantidade de volume sedimentar dragado no período junhooutubro/2015 e fevereiro-março/2016. Volume calculado (m3) entre grids e o volume sedimentar dragado (m3) no período junho-outubro de 2015 + fevereiro-março de 2016 3.000.000 2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 0 -500.000 -1.000.000 -1.500.000 out/2016-maio/2015. Fonte: Elaborado pela autora. jun-out/2015+fev-mar/2016.

(49) 50 Tabela 5 - Volume calculado entre grids no período entre maio/2015 e outubro/2016 e o volume dragado entre junho-outubro/2015 e fevereiro-março/2016. Período indicado para. Volume. Período da. Volume. cálculo do volume. calculado (m3). dragagem. dragado (m3). Out/2016-maio/2015. -1.528.623,93. Jun-out/2015. 1.472.462,12. Fev-mar/2016. 1.255.430,11. Fonte: elaborado pela autora Figura 40 - Diferença dos grids batimétricos entre outubro de 2016 e maio de 2015. No mapa constam o volume calculado entre os grids e a quantidade de 3 material dragado no mesmo período. Ambas quantidades expressas em m . As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos, expressa em metros. Fonte: Elaborado pela autora.

(50) 51 5.6. Análise entre grids no período: outubro de 2016 e fevereiro de. 2012; outubro de 2016 e maio de 2014; outubro de 2014 e fevereiro de 2012 e o volume de material sedimentar dragado no mesmo período Separaram-se 3 períodos (outubro/2016-fevereiro/2012; outubro/2014fevereiro/2012; outubro/2016-maio/2014) que possuíam um maior período entre os meses para se avaliar as variações morfológicas e batimétricas no Trecho 1. Na Tabela 6 encontra-se a quantidade de material dragado durante os períodos selecionados. Analisando as Figuras 41 e 42, pode-se supor que ocorreram modificações na morfologia de fundo e na profundidade do trecho analisado, principalmente, na área da embocadura, próxima à Fortaleza de Santa Cruz (Guarujá) e à Ponta da Praia (Santos). As variações são da ordem de 2 m na área da Ponta da Praia e de 2-5 m no lado do Guarujá, na porção indicada próximo aos flancos e taludes dessa área e de ambos lados da embocadura, ressalta-se todavia que as diferenças maiores entre os dados batimétricos analisados ocorrem do lado do Guarujá. Os mapas elaborados indicam processos erosivos nos locais citados. A Figura 43 indica modificações na morfologia de fundo e na profundidade na área da embocadura, próxima à Fortaleza de Santa Cruz (Guarujá) e a Ponta da Praia (Santos), porém verificou-se diferença da ordem de 1-2 m entre os grids batimétricos analisados. Em alguns pontos há indícios de erosão e em outros de assoreamento. Tabela 6 – Volume de material sedimentar dragado no período analisado. Período da dragagem. Volume dragado no período indicado (m3). Set/2011-set/2014. 3.256.071,08. Maio/2014-mar/2016. 3.232.134,53. Fev/2012-mar/2016. 5.983.963,31. Fonte: elaborado pela autora.

(51) 52. Figura 41 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de outubro de 2016 e fevereiro de 2012. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Figura 42 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de outubro de 2014 e fevereiro de 2012. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Fonte: elaborado pela autora. Fonte: elaborado pela autora.

(52) 53 Figura 43 - Diferença entre os grids batimétricos dos meses de outubro de 2016 e maio de 2014. As cores da legenda representam a diferença entre dois grids batimétricos.. Fonte: elaborado pela autora.

(53) 54 5.7. Variação da topografia e da morfologia de fundo a partir da. análise conjunta entre dados de Perfilagem Sísmica Contínua e perfis batimétricos transversais As análises anteriores indicam que, para o período compreendido entre fevereiro de 2012 e outubro de 2016, ocorreram na área de estudo os seguintes processos: a) variações topográficas na área da embocadura do canal, próximo à Fortaleza de Santa Cruz (Guarujá) e à Ponta da Praia (Santos) e; b) uma área de assoreamento localizada na porção do canal mais a jusante na porção central da Baía de Santos, local onde a profundidade é da ordem de 12-15 m. Para se aprofundar na análise desses dois tópicos foram traçados perfis batimétricos transversais sobre os grids de diferentes meses. Para agregar conteúdo na análise, foram utilizados dados oriundos da aplicação da técnica de Perfilagem Sísmica Contínua, empregando uma fonte do tipo chirp. Os perfis selecionados foram obtidos com um equipamento duplo chirp e possuem dois pares de frequência: 2-10 kHz e 10-20 kHz. A Figura 44 indica a posição dos perfis batimétricos transversais (entre fevereiro de 2012 e outubro de 2016) e a localização dos dados de Perfilagem Sísmica Contínua. A legenda da figura indica os meses em que os dados de chirp foram adquiridos e se, nesses meses, ocorreram dragagens no Trecho 1 do canal do Porto de Santos. Com exceção dos perfis batimétricos transversais A-A’ e B-B’, os demais perfis foram traçados em posições próximas aos perfis já existentes de PSC. Entre as Figuras 54 a 64 são mostrados os perfis batimétricos transversais, cujas localizações estão indicadas na Figura 44 pelas letras de A a K. Os perfis batimétricos transversais e os de PSC possuem o traçado na mesma direção, de Santos (A até K) para Guarujá (A’ até K’)..

(54) 55. Figura 44 – Disposição dos perfis batimétricos transversais, à esquerda, e dos perfis de Perfilagem Sísmica Contínua, à direita. Na legenda constam os meses de aquisição dos dados e a indicação da ocorrência de dragagens.. Fonte: elaborado pela autora.

(55) 56 Os perfis adquiridos com a fonte acústica chirp estão indicados entre as Figuras 54 a 64 (C-C’ a H-H'). Esses perfis mostram, em ambas frequências, a presença de lama fluida sobre o leito do canal. Material dessa natureza já foi descrito ao longo da área de estudo por Carneiro et al. (2017), sendo comumente encontrado em regiões estuarinas e tem sido estudado visando a melhor compreensão da navegabilidade em portos. Da análise dos registros sísmicos foi possível delimitar refletores em subsuperfície, que podem indicar material sedimentar depositado durante o período quaternário. Os perfis obtidos com o chirp de frequência maior (entre 10 kHz e 20 kHz) tem melhor resolução na caracterização da lama fluida e dos refletores em subsuperfície, justamente porque a fonte acústica emprega maiores frequências e, assim, possibilita melhor resolução. Os perfis do tipo chirp, indicados entre as Figuras 51 a 53 (I-I’, J-J’, KK’) não mostraram a presença de refletores em subsuperfície e nem a existência de lama fluida. A área é constantemente dragada. Desse modo, o sedimento depositado é removido e, por isso, não existem refletores indicativos de material depositado. A formação de lama fluida depende de fatores hidrodinâmicos, tipos de material sedimentar e parâmetros físicoquímicos que podem não ter ocorrido, pelo fato dessa área estar localizada mais a jusante, no meio da baía, se comparada com os perfis de C-C’ a HH’..

(56) 57. Figura 45 – Perfil de Perfilagem Sísmica Contínua C-C’. À direita, perfil de 10-20 kHz; à esquerda, perfil 2-10 kHz. O retângulo em vermelho indica a lama fluida depositada no leito do canal. A linha azul indica o fundo do canal, as linhas verdes indicam sedimento depositado em subsuperfície. A profundidade está expressa em metros. Localização do perfil na Figura 44.. 250 m. Fonte: Adaptado pela autora de Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (2012).

(57) 58. Figura 46 – Perfil de Perfilagem Sísmica Contínua D-D’. À direita, perfil de 10-20 kHz; à esquerda, perfil 2-10 kHz. O retângulo em vermelho indica a lama fluida depositada no leito do canal. A seta verde indica zona de ocorrência de gás raso. A linha azul indica o fundo do canal. As linhas amarelas indicam sedimento em subsuperfície. A profundidade está expressa em metros. Localização do perfil na Figura 44. 300 m. Fonte: Adaptado pela autora de Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (2012).

(58) 59. Figura 47 - Perfil de Perfilagem Sísmica Contínua E-E’. À direita, perfil de 10-20 kHz; à esquerda, perfil 2-10 kHz. O retângulo vermelho indica a lama fluida depositada no leito do canal. A linha azul indica o fundo do canal. As linhas amarelas indicam sedimento em subsuperfície. A profundidade está expressa em metros. Localização do perfil na Figura 44.. 400 m. Fonte: Adaptado pela autora de Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (2012).

(59) 60. Figura 48 - Perfil de Perfilagem Sísmica Contínua F-F’. À direita, perfil de 10-20 kHz; à esquerda, perfil 2-10 kHz. O retângulo vermelho indica a lama fluida depositada no leito do canal. A linha azul indica o fundo do canal. As linhas amarelas indicam sedimento em subsuperfície. A profundidade está expressa em metros. Localização do perfil na Figura 44.. 400 m. Fonte: Adaptado pela autora de Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (2012).

(60) 61. Figura 49 - Perfil de Perfilagem Sísmica Contínua G-G’. À direita, perfil de 10-20 kHz; à esquerda, perfil 2-10 kHz. Os retângulos vermelhos indicam a lama fluida depositada no leito do canal. A linha azul indica o fundo do canal. A linha verde indica sedimento em subsuperfície. A profundidade está expressa em metros. Localização do perfil na Figura 44.. 430 m. Fonte: elaborado pela autora.

(61) 62. Figura 50 - Perfil de Perfilagem Sísmica Contínua H-H’. À direita, perfil de 10-20 kHz; à esquerda, perfil 2-10 kHz. A linha azul indica o fundo do canal. A linha verde indica sedimento em subsuperfície. A profundidade está expressa em metros. Localização do perfil na Figura 44.. 400 m. Fonte: elaborado pela autora.

(62) 63. Figura 51 - Perfil de Perfilagem Sísmica Contínua I-I’. À direita, perfil de 10-20 kHz; à esquerda, perfil 2-10 kHz. A linha azul indica o fundo do canal. A profundidade está expressa em metros. Localização do perfil na Figura 44.. 200 m. Fonte: Adaptado pela autora de Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (2010).

(63) 64. Figura 52 - Perfil de Perfilagem Sísmica Contínua J-J’. À direita, perfil de 10-20 kHz; à esquerda, perfil 2-10 kHz. A linha azul indica o fundo do canal. A profundidade está expressa em metros. Localização do perfil na Figura 44.. 200 m. Fonte: Adaptado pela autora de Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (2010).

(64) 65. Figura 53 - Perfil de Perfilagem Sísmica Contínua K-K’. À direita, perfil de 10-20 kHz; à esquerda, perfil 2-10 kHz. A linha azul indica o fundo do canal. A profundidade está expressa em metros. Localização do perfil na Figura 44.. 200 m. Fonte: Adaptado pela autora de Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (2010).

(65) 66 Os perfis batimétricos transversais estão indicados pelas figuras 54 a 64 a localização dos perfis está indicada na Figura 44. O perfil A-A’ (Figura 54) indica modificações na profundidade do talude da margem localizada próximo à Fortaleza de Santa Cruz (Guarujá). Na área central dessa figura, indicada pelos retângulos vermelhos, há uma inversão (ao longo dos meses) de assoreamento para aprofundamento na direção A-A’. Foram escolhidos exageros verticais de 10x e 30x nos perfis. Optou-se por essas escolhas por fatores estéticos, de forma a favorecer visualmente as variações no eixo da profundidade. Os perfis B-B’, C-C’ e D-D’ (Figuras 55 a 57) indicam modificações na profundidade (da ordem de 4 m no perfil D-D’, 8-10 m nos perfis B-B’ e CC’) do talude da margem localizada próxima à Fortaleza de Santa Cruz (Guarujá). No perfil B-B’ há modificações no talude da margem (da ordem de 6 m na comparação entre alguns meses) próxima à Ponta da Praia (Santos). O perfil D-D’ indica uma tendência de assoreamento da ordem de 1-1,5 m na comparação entre alguns meses. Os perfis E-E’, F-F’, G-G’, H-H’ (Figuras 58 a 61) indicam uma alteração na margem do canal do lado de Santos, da ordem de quase 20 m, se comparando outubro de 2016 com os outros meses no perfil H-H’. Os perfis I-I’, J-J’ e K-K’ (Figuras 51 a 53) indicam variações batimétricas da ordem de 1-1,5 m na profundidade do canal. Essas variações da profundidade ao longo dos meses, em que não ocorreram dragagens, indicam uma variação temporal dos processos sedimentares na área..

(66) 67. Figura 54 – Perfil Transversal batimétrico A-A’. A seta e retângulos em vermelho indicam as áreas de mudanças na topografia de fundo. Eixos de profundidade e distância em metros. Localização do perfil na Figura 44.. Fonte: elaborado pela autora.

(67) 68. Figura 55 - Perfil Transversal batimétrico B-B’. As setas em vermelho indicam as áreas de mudanças na topografia de fundo. Eixos de profundidade e distância em metros. Localização do perfil na Figura 44.. Fonte: elaborado pela autora.

(68) 69. Figura 56 – Perfil Transversal batimétrico C-C’. As setas em vermelho indicam as áreas de mudanças na topografia de fundo. Eixos de profundidade e distância em metros. Localização do perfil na Figura 44.. Fonte: elaborado pela autora.

(69) 70. Figura 57 – Perfil Transversal batimétrico D-D’. A seta e o retângulo em vermelho indicam as áreas de mudanças na topografia de fundo. Eixos de profundidade e distância em metros. Localização do perfil na Figura 44.. Fonte: elaborado pela autora.

(70) 71. Figura 58 - Perfil Transversal batimétrico E-E’. O retângulo em vermelho indica área de mudanças na topografia de fundo. Eixos de profundidade e distância em metros. Localização do perfil na Figura 44.. Fonte: elaborado pela autora.

(71) 72. Figura 59 - Perfil Transversal batimétrico F-F’. O retângulo em vermelho indica área de mudanças na topografia de fundo. Eixos de profundidade e distância em metros. Localização do perfil na Figura 44.. Fonte: elaborado pela autora.

(72) 73. Figura 60 – Perfil Transversal batimétrico G-G’. As setas em vermelho indicam as áreas de mudanças na topografia de fundo. Eixos de profundidade e distância em metros. Localização do perfil na Figura 44.. Fonte: elaborado pela autora.

(73) 74. Figura 61 – Perfil Transversal batimétrico H-H’. O retângulo em vermelho indica área de mudanças na topografia de fundo. Eixos de profundidade e distância em metros. Localização do perfil na Figura 44.. Fonte: elaborado pela autora.